ネットワーク装置
【課題】 デジタルネットワーク越しに相手方におけるエコー成分を除去する。
【解決手段】 本発明が適用されたマルチインタフェースユニット１２は、デジタルネットワーク２０を介して、ＩＰドア端末装置１６に接続されている。端末装置１６側では、スピーカ２４の出力音がマイクロホン２６に入力されることによるエコー成分が発生する。ここで、ユニット１２と端末装置１６との間で送受信される音声信号ｘまたはｙは、合計６つのバッファ３０，５０，５２，５４，３４および３６によって遅延される。適応フィルタ３２は、これに入力される音声信号ｘのうち、これらのバッファ３０，５０，５２，５４，３４および３６による遅延時間を考慮した所定時間経過後の特定部分のみに基づいて、適応動作する。これにより、ユニット１２から端末装置１６に対してデジタルネットワーク２０越しのエコーキャンセルが実現される。
【解決手段】 本発明が適用されたマルチインタフェースユニット１２は、デジタルネットワーク２０を介して、ＩＰドア端末装置１６に接続されている。端末装置１６側では、スピーカ２４の出力音がマイクロホン２６に入力されることによるエコー成分が発生する。ここで、ユニット１２と端末装置１６との間で送受信される音声信号ｘまたはｙは、合計６つのバッファ３０，５０，５２，５４，３４および３６によって遅延される。適応フィルタ３２は、これに入力される音声信号ｘのうち、これらのバッファ３０，５０，５２，５４，３４および３６による遅延時間を考慮した所定時間経過後の特定部分のみに基づいて、適応動作する。これにより、ユニット１２から端末装置１６に対してデジタルネットワーク２０越しのエコーキャンセルが実現される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク装置に関し、特に、第１音信号に応じた第１音情報を出力する音情報出力手段と、この音情報出力手段と同じ空間に設けられており当該第１音情報を含む同空間に存在する第２音情報を検出してこの検出された第２音情報に応じた第２音信号を生成する音情報検出手段と、がデジタルネットワークを介して接続されるネットワーク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のネットワーク装置として、従来、例えば非特許文献１に開示されたマルチインタフェースユニット（Ｎ−８０００ＭＩ）がある。このマルチインタフェースユニットは、例えば図６に示すような駅通信システム１００に用いられる。即ち、同駅通信システム１００において、マルチインタフェースユニット１０２は、主要駅等の大規模駅に設置される。そして、このマルチインタフェースユニット１０２は、同大規模駅構内で使用される係員専用のＰＨＳ（Personal
Handy-phone System）端末装置等の携帯端末装置１０４と、別の駅、特に無人駅等の小規模駅、に設置された一種のインターカム子機としてのＩＰ（Internet
Protocol）ドア端末装置（Ｎ−８５４０ＤＳ）１０６と、の間の双方向通信を司る。このため、マルチインタフェースユニット１０２は、同じ大規模駅構内に設置されたＰＢＸ（Private Branch eXchange；構内交換機）１０８に接続されており、併せて、専用のデジタルネットワーク１１０を介してＩＰドア端末装置１０６に接続されている。なお、一般に、大規模駅には複数の係員が存在するので、その人数に応じた複数の携帯端末装置１０４，１０４，…が用意される。また、複数の小規模駅が存在する場合には、その数に応じた複数のＩＰドア端末装置１０６，１０６，…が用意される。
【０００３】
ここで、或る小規模駅に設置されたＩＰドア端末装置１０６の呼び出しボタン１１２が押下されると、これに応じた呼び出し信号が当該ＩＰドア端末装置１０６からデジタルネットワーク１１０を介して大規模駅に送信される。大規模駅に送信された呼び出し信号は、マルチインタフェースユニット１０２を介してＰＢＸ１０８に送信され、さらに当該ＰＢＸ１０８を介してそれぞれの（または特定の）携帯端末装置１０４に送信される。この呼び出し信号を受信したそれぞれの携帯端末装置１０４は、所定の呼び出し音を出力し、これに応答していずれかの携帯端末装置１０４によって所定の操作が成されると、その携帯端末装置１０４から呼び出し元のＩＰドア端末装置１０６に対して応答信号が当該呼び出し信号とは逆のルートで送信される。呼び出し元のＩＰドア端末装置１０６がこの応答信号を受信すると、当該ＩＰドア端末装置１０６と応答元の携帯端末装置１０４との間での双方向通信が可能となり、つまり通話が可能となる。なお、ＩＰドア端末装置１０６は、いわゆるハンズフリー通話が可能とされている。
【０００４】
ところで、上述の如くハンズフリー通話が可能なＩＰドア端末装置１０６においては、スピーカ１１４の出力音がマイクロホン１１２に入力されることで、当該マイクロホン１１２の出力信号、つまり相手方の携帯端末装置１０６に送られる音声信号、にエコー成分が現れる。従って、良好な通話を実現するには、このエコー成分を除去する必要がある。それゆえに、それぞれのＩＰドア端末装置１０６には、当該エコー成分を除去するためのエコーキャンセル機能（エコーキャンセラ）が搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ティーオーエー株式会社製「パケットインターカムシステム／Ｎ−８０００シリーズ」カタログ，カタログＮｏ.Ｂ−０８３ ＴＨ０３，２００６年２月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の如くＩＰドア端末装置１０６にエコーキャンセル機能が設けられると、当然に当該ＩＰドア端末装置１０６自体の構成が複雑化する。これにより、ＩＰドア端末装置１０６が高価格化し、ひいては当該ＩＰドア端末装置１０６を含む駅通信システム１００全体が高価格化する。このことは、ＩＰドア端末装置１０６の数、つまり小規模駅の数、が多いほど、顕著になる。
【０００７】
この問題を解決するには、例えばマルチインタフェースユニット１０２にエコーキャンセル機能を搭載し、このマルチインタフェースユニット１０２のエコーキャンセル機能によって全てのＩＰドア端末装置１０６，１０６，…に係るエコー成分を一元的に除去するようにすればよいが、この場合、マルチインタフェースユニット１０２にとってはデジタルネットワーク１１０越しに当該エコー成分を除去することになるので、別の問題が発生する。即ち、マルチインタフェースユニット１０２とそれぞれのＩＰドア端末装置１０６との間では、伝送対象となる信号がパケット化（符号化）された状態で伝送されるので、このパケット化のために必要な処理時間や当該パケット化された信号を元の状態に戻すため（復号化）に必要な処理時間を含む種々の遅延時間が生じる。また、この遅延時間は、両者１０２および１０６間の伝送路容量（伝送速度）、特にデジタルネットワーク１１０とそれぞれのＩＰドア端末装置１０６とを結ぶ支線の伝送路容量、によっても変わる。例えば、本線としてのデジタルネットワーク１１０は、これとマルチインタフェースユニット１０２とを結ぶ線路を含め、常套的に、光回線等の広帯域（ブロードバンド）の伝送路とされるが、当該デジタルネットワーク１１０といくつかのＩＰドア端末装置１０６とを結ぶ支線については、一般のアナログ電話回線等の狭帯域（ナローバンド）の伝送路やＩＳＤＮ（Integrated
Services Digital Network）回線等の中帯域の伝送路である場合がある。このような狭帯域または中帯域の支線に繋がるＩＰドア端末装置１０６については、マルチインタフェースユニット１０２との間で、伝送路容量の小さい支線側の当該伝送路容量に合わせてパケット通信が行われるため、ここで言う遅延時間が長くなる。その一方で、エコーキャンセルは一種のシステム同定であるので、このような遅延時間を含むシステムにおいては、当該遅延時間も同定の対象となる。従って、上述のＩＰドア端末装置１０６に搭載されたもの等のこれまでのエコーキャンセル機能をそのままマルチインタフェースユニット１０２に適用するだけでは、ここで言う遅延時間を含むシステムを適切に同定することができない。厳密に言えば、当該遅延時間を含むシステムを適切に同定するには、それ相応に高い性能を有する（例えばタップ長が極めて大きく、かつ、処理速度が極めて高い）適応フィルタ（ＤＳＰ；Digital Signal Processor）が必要になるが、そのような適応フィルタは実用的には存在しない。
【０００８】
そこで、本発明は、デジタルネットワーク越しにエコーキャンセルを含むシステム同定をすることができるネットワーク装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明のネットワーク装置は、第１音信号に応じた第１音情報を出力する音情報出力手段と、この音情報出力手段と同じ空間に設けられており当該第１音情報を含む同空間に存在する第２音情報を検出してこの検出された第２音情報に応じた第２音信号を生成する音情報検出手段と、がデジタルネットワークを介して接続されることを、前提とする。そして、この前提の下、デジタルネットワークを介して第１音信号を音情報出力手段に送信する送信手段と、当該デジタルネットワークを介して第２音信号を音情報検出手段から受信する受信手段と、第２音信号を模擬した模擬信号を第１音信号に基づいて生成する適応フィルタ手段と、を具備する。これに加えて、第１音信号および第２音信号の一方または両方を遅延させる遅延手段を、さらに備える。併せて、適応フィルタ手段は、第１音信号のうち遅延手段による遅延時間相当分を含む所定時間経過後の特定部分に基づいて適応動作する、というものである。
【００１０】
この構成によれば、本発明のネットワーク装置は、デジタルネットワークを介して、互いに同じ空間に存在する音情報出力手段と音情報検出手段とに接続される。そして、当該ネットワーク装置を構成する送信手段から、デジタルネットワークを介して、音情報出力手段に第１音信号が送信される。これにより、第１音信号に応じた第１音情報が、音情報出力手段から出力される。そして、この第１音情報を含む第２音情報が、音情報検出手段によって検出される。音情報検出手段は、検出された第２音情報に応じた第２音信号を出力し、この第２音信号は、デジタルネットワークを介して、受信手段によって受信される。そして、この第２音信号を模擬した模擬信号を、適応フィルタ手段が、第１音信号に基づいて生成する。要するに、適応フィルタ手段は、音情報出力手段と音情報検出手段とが存在する空間側の伝達関数（音響特性）をデジタルネットワーク越しに同定することになる。ただし、デジタルネットワークを介しての第１音信号および第２音信号の伝送においては、上述の如く遅延時間が生じるので、適応フィルタ手段は、この遅延時間をも考慮して、当該同定を行う。即ち、本発明では、当該遅延時間に加えて、第１音信号および第２音信号の一方または両方が、遅延手段によってさらに（言わば故意に）遅延される。そして、適応フィルタ手段は、第１音信号のうち、この遅延手段による遅延時間相当分を含む所定時間経過後の特定部分に基づいて、適応動作を行う。つまり、第１信号のうち、所定時間分の部分については、適応動作の対象外とし、この所定時間経過後の特定部分のみに、当該適応動作の対象を限定する。これにより、デジタルネットワーク越しの実用的なシステム同定が可能となる。
【００１１】
なお、本発明において、遅延手段は、デジタルネットワークを介しての第１音信号および第２音信号の伝送のバランスを考慮して、これら第１音信号および第２音信号の両方を同じ時間だけ遅延させるのが、望ましい。
【００１２】
また、デジタルネットワークを介して伝送される第１音信号および第２音信号は、一般に、当該デジタルネットワークを含む伝送路のゆらぎの影響を受ける。そして、このゆらぎの影響によって、第１音信号のうち適応フィルタ手段による適応動作の対象となるべき特定部分の位置が変わり、つまり上述した所定時間の最適値が変わる。従って、この所定時間を常に最適値とするべく、当該所定時間は任意に変更可能とされてもよい。
【００１３】
さらに、デジタルネットワークを含む伝送路の容量によって、この伝送路を介して伝送される第１音信号および第２音信号の遅延時間が変わり、これに伴い、上述の所定時間の最適値も変わる。従って、当該伝送路容量に応じて所定時間を含む各種パラメータを設定するパラメータ設定手段を、さらに備えてもよい。
【００１４】
そして、特に、エコーキャンセルを実現するには、第２音信号から模擬信号を減算する減算手段を、さらに備えればよい。
【発明の効果】
【００１５】
上述したように、本発明によれば、デジタルネットワーク越しの実用的なシステム同定が可能となる。従って、本発明を適用することで、当該システム同定の一種であるエコーキャンセルをもデジタルネットワーク越しで実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が適用された駅通信システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】同実施形態におけるエコーキャンセルに関係する部分の構成を概念的に示す図解図である。
【図３】同実施形態における送信信号および受信信号の態様を示す図解図である。
【図４】同実施形態におけるエコーキャンセルの要領を説明するための図解図である。
【図５】同実施形態における各通信条件を纏めた一覧である。
【図６】従来の駅通信システムの全体構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明が適用された駅通信システム１０の全体構成を示す図解図である。この図１から分かるように、本実施形態に係る駅通信システム１０は、図６に示したのと同様のネットワーク装置としてのマルチインタフェースユニット１２と、複数の携帯端末装置１４，１４，…と、複数のＩＰドア端末装置１６，１６，…と、ＰＢＸ１８と、デジタルネットワーク２０と、を備えている。そして、それぞれのＩＰドア端末装置１６は、呼び出しボタン２２と、音情報出力手段としてのスピーカ２４と、音情報検出手段としてのマイクロホン２６と、を備えている。ただし、本実施形態においては、個々のＩＰドア端末装置１６がエコーキャンセル機能を搭載しているのではなく、マルチインタフェースユニット１２がエコーキャンセル機能を搭載している。そして、このマルチインタフェースユニット１２のエコーキャンセル機能によって全てのＩＰドア端末装置１６，１６，…について一元的にエコーキャンセルが施される。言い換えれば、マルチインタフェースユニット１２から各ＩＰドア端末装置１６，１６，…に対してネットワーク２０越しのエコーキャンセルが実現される。
【００１９】
このネットワーク２０越しのエコーキャンセルを実現するために、本実施形態におけるマルチインタフェースユニット１２は、図２に示すように、送信用バッファ３０を備えている。なお、図２は、或るＩＰドア端末装置１６と或る携帯端末装置１４との間で通話が行われているときの当該或るＩＰドア端末装置１６とマルチインタフェースユニット１２とのエコーキャンセルに関係する部分を概念的に示す図解図である。また、詳しい図示は省略するが、送信用バッファ３０は、送信手段としての送信回路を構成する。
【００２０】
この送信用バッファ３０を含む送信回路は、相手方のＩＰドア端末装置１６に送信する第１音信号としての音声信号ｘを例えばＵＤＰ（User Datagram Protocol）パケットに符号化し、いわゆるパケット化する。パケット化された音声信号ｘは、一旦、送信用バッファ３０に記憶された後、デジタルネットワーク２０を介して、相手方のＩＰドア端末装置１６に送信される。なお、送信用バッファ３０は、例えば２パケット分の記憶容量を有しており、この送信用バッファ３０に記憶された当該２パケット分の音声信号ｘは、記憶された順番に従って１パケット分ずつ順次読み出され、送信される。また、マルチインタフェースユニット１２は、例えばＦＩＲ（Finite Impulse Response）型の適応フィルタ３２を有しており、この適応フィルタ３２にも、送信用バッファ３０を含む送信回路に入力されるのと同じ（つまりパケット化される前の）音声信号ｘが入力される。
【００２１】
相手方のＩＰドア端末装置１６は、調整用バッファ５０を有しており、この調整用バッファ５０に、マルチインタフェースユニット１２からデジタルネットワーク２０を介して送信されてくる音声信号ｘが１パケット分ずつ順次入力され、記憶される。この調整用バッファ５０は、デジタルネットワーク２０を含む伝送路のゆらぎの影響を吸収するためのものであり、例えば５パケット分の記憶容量を有している。そして、この調整用バッファ５０に記憶された５パケット分の音声信号ｘは、記憶された順番に従って１パケット分ずつ順次読み出され、さらに受信用バッファ５２に入力され、詳しくは当該受信用バッファ５２を含む受信回路に入力される。この受信用バッファ５２を含む受信回路は、これに入力された音声信号ｘを当該受信用バッファ５２に記憶しながら元の状態に復号化する。なお、受信用バッファ５２は、例えば３パケット分の記憶容量を有しており、この受信用バッファ５２に記憶された当該３パケット分の音声信号ｘは、記憶された順番に従って１パケット分ずつ順次読み出され、復号化される。そして、復号化された音声信号ｘは、スピーカ２４に入力される。これにより、スピーカ２４から当該音声信号ｘに応じた第１音情報としての音が出力される。
【００２２】
このとき、図２に破線の矢印６０で示すように、スピーカ２４の出力音の一部がマイクロホン２６に入力されることで、当該マイクロホン２６から出力される音声信号ｙにエコー成分が現れる。そして、このエコー成分を含む音声信号ｙは、ＩＰドア端末装置１６内に設けられている送信用バッファ５４に入力され、詳しくは当該送信用バッファ５４を含む送信回路に入力される。この送信用バッファ５４を含む送信回路は、マルチインタフェースユニット１２に設けられているものと同様のものであり、入力された音声信号ｙをＵＤＰパケットに符号化し、つまりパケット化する。なお、送信用パケット５４は、２パケット分の記憶容量を有している。そして、この送信用バッファ５４を含む送信回路によってパケット化された音声信号ｙは、１パケット分ずつ順次、デジタルネットワーク２０を介して、マルチインタフェースユニット１２に送信される。
【００２３】
マルチインタフェースユニット１２は、遅延手段としての調整用バッファ３４を有しており、この調整用バッファ３４に、ＩＰドア端末装置１６からデジタルネットワーク２０を介して送信されてくる音声信号ｙが１パケットずつ順次入力され、記憶される。この調整用バッファ３４もまた、ＩＰドア端末装置１６に設けられているものと同様、５パケット分の記憶容量を有しており、デジタルネットワーク２０を含む伝送路のゆらぎの影響を吸収する作用を奏する。そして、この調整用バッファ３４に記憶された５パケット分の音声信号ｙは、記憶された順番に従って１パケット分ずつ順次読み出され、さらに受信用バッファ３６に入力され、詳しくは当該受信用バッファ３６を含む受信手段としての受信回路に入力される。
【００２４】
受信用バッファ３６を含む受信回路は、ＩＰドア端末装置１６に設けられているものと同様、これに入力された音声信号ｙを受信用バッファ３６に記憶しながら元の状態に復号化する。なお、受信用バッファ３６は、３パケット分の記憶容量を有しており、この受信用バッファ３６に記憶された音声信号ｙは、１パケットずつ順次読み出され、復号化される。そして、復号化された音声信号ｙは、減算手段としての加算器３８に入力される。
【００２５】
加算器３８には、適応フィルタ３２による処理後信号ｕも入力されており、当該加算器３８は、この処理後信号ｕを音声信号ｙから減算する。そして、この加算器３８による減算後の信号、つまり処理後信号ｕと音声信号ｙとの差を表す誤差信号ｅは、図示しない種々の回路を介して、ＰＢＸ１８に送られ、ひいてはＩＰドア端末装置１６の相手方の携帯端末装置１４に送られる。
【００２６】
併せて、誤差信号ｅは、適応フィルタ３２にフィードバックされる。適応フィルタ３２は、この誤差信号ｅが最小になるように、言い換えれば当該適応フィルタ３２による処理後信号ｕが音声信号ｙと等価（ｕ＝ｙ）になるように、自身のフィルタ係数Ｗを適宜更新し、いわゆる適応動作する。
【００２７】
ただし、適応フィルタ３２に入力される音声信号ｘ、言わば元の送信信号ｘと、当該適応フィルタ３２による処理後信号ｕの減算対象となる音声信号ｙ、要するにエラー成分を含む受信信号ｙと、の間には、図３に示すような位相差Ｔｄがある。この位相差Ｔｄは、主に上述した各バッファ３０，５０，５２，５４，３４および３６による遅延時間に起因し、つまり合計２０パケット分の時間に相当する。従って、マルチインタフェースユニット１２からＩＰドア端末装置１６に対してデジタルネットワーク２０越しのエコーキャンセルを実現するには、この遅延時間（位相差）Ｔｄを考慮する必要がある。
【００２８】
そこで、本実施形態における適応フィルタ３２は、図４に示すように、自身に入力される送信信号ｘのうち、現時点ｔｐから遅延時間Ｔｄを考慮した所定の期間Ｔｉに対応する部分については、適応処理の対象外とし、この所定期間Ｔｉを経過した（言い換えれば現時点ｔｐから所定期間Ｔｉ分だけ過去に遡った）時点ｔｓから自身のタップ長に応じた期間Ｔａに対応する部分のみを対象として、適応処理を行う。つまり、適応処理の対象となる部分を絞る。これにより、適応フィルタ３２は、適応対象外期間Ｔｉと適応対象期間Ｔａとを足し合わせた期間（＝Ｔｉ＋Ｔａ）分のタップ長を言わば擬似的に有することになり、当該擬似的には現時点ｔｐから遅延時間Ｔｄ経過後の長期間（＝Ｔｉ＋Ｔａ＞Ｔｄ）にわたって送信信号ｘを適応処理するのと等価な結果を得ることができる。ゆえに、マルチインタフェースユニット１２からＩＰドア端末装置１６に対してデジタルネットワーク２０越しであっても実用的なエコーキャンセルが可能となる。
【００２９】
なお、このようなデジタルネットワーク２０を有する駅通信システム１０においては、上述したゆらぎによって、図４に破線で示すように、受信信号ｙの送信信号ｘに対する相対的な位相が変化する。従って、適応対象期間Ｔａ（適応フィルタ３４のタップ長）については、このゆらぎによる位相の変化分を加味して多少の余裕を持つことが必要とされる。また、ゆらぎによって、現時点ｔｐから遅延時間Ｔｄに相当する期間が経過する前に（図４において左側寄りに）、エコー成分を含む受信信号ｙが現れる場合もあるので、適応対象外期間Ｔｉについては、当該遅延時間Ｔｄよりも小さめ（Ｔｉ＜Ｔｄ）に設定するのが、望ましい。具体的には、次の通りである。
【００３０】
即ち、本実施形態における本線としてのデジタルネットワーク２０は、光回線等の広帯域の伝送路であり、例えば１２８ｋｂｐｓ（キロビット毎秒）超の容量を持つ。そして、このデジタルネットワーク２０とマルチインタフェースユニット１２とを結ぶ線路もまた、同様の広帯域伝送路である。これに対して、デジタルネットワーク２０とそれぞれのＩＰドア端末装置１６とを結ぶ支線については、当該それぞれのＩＰドア端末装置１６の設置環境によって、広帯域の伝送路であるものもあれば、容量が６４ｋｂｐｓ未満の狭帯域の伝送路であるものもあり、さらには、６４ｋｂｐｓ以上かつ１２８ｋｂｐｓ以下の中帯域の伝送路であるものもある。マルチインタフェースユニット１２は、相手方のＩＰドア端末装置１６（支線）の伝送路容量に合わせてパケット通信を行う。例えば、当該相手方のＩＰドア端末装置１６の伝送路容量が広帯域である場合には、広帯域でパケット通信を行い、相手方のＩＰドア端末装置１６の伝送路容量が中帯域である場合には、中帯域でパケット通信を行う。そして、相手方のＩＰドア端末装置１６の伝送路容量が狭帯域である場合には、狭帯域でパケット通信を行う。それぞれのＩＰドア端末装置１６の伝送路容量がいずれであるのかは、マルチインタフェースユニット１２側で予め設定（認識）されているので、このような伝送路容量の自動的な切り換えが可能となる。
【００３１】
ここで、例えば、広帯域でパケット通信が行われる場合には、図５に示すように、送信信号ｘおよび受信信号ｙのサンプリング周波数が、１６ｋＨｚに設定される。そして、１パケット当たりのデータ量が、８ｍｓ相当分とされ、ゆえに、遅延時間Ｔｄは、２０パケット分の１６０ｍｓとなる。このうち、ＩＰドア端末装置１６側の調整用バッファ５０とマルチインタフェースユニット１２側の調整用バッファ３４とによる言わば調整遅延分は、１０パケット分の８０ｍｓである。そして、適用対象期間Ｔａは、適応フィルタ３４のタップ長によって決まり、例えば３２ｍｓとされている。一方、適応対象外期間Ｔｉは、適用対象期間Ｔａと遅延時間Ｔｄと上述したゆらぎとを加味して定められ、経験や実験結果から、例えば１３４．３７５ｍｓに設定される。なお、この適用対象外期間Ｔｉは、ゆらぎの程度を含む種々の状況に応じて任意に変更可能とされている。
【００３２】
また、中帯域でパケット通信が行われる場合には、サンプリング周波数が、例えば広帯域の場合の半分の８ｋＨｚに設定される。その一方で、１パケット当たりのデータ量は、広帯域の場合と同じ８ｍｓ相当分とされ、ゆえに、遅延時間Ｔｄもまた、広帯域の場合と同じ１６０ｍｓとなる。そして、このうちの調整遅延分は、８０ｍｓである。さらに、適応対象期間Ｔａは、上述の如く適応フィルタ３４のタップ長によって決まるので、サンプリング周波数が８ｋＨｚであることから、１２８ｍｓとなる。これに応じて、適応対象外期間Ｔｉは、例えば１１２．５ｍｓとされる。
【００３３】
そして、狭帯域でパケット通信が行われる場合、サンプリング周波数は、例えば中帯域の場合と同じ８ｋＨｚに設定される。その一方で、１パケット当たりのデータ量は、中帯域の場合の４倍の３２ｍｓ相当分とされる。ゆえに、遅延時間Ｔｄは、２０パケット分の６４０ｍｓとなり、このうちの調整遅延分は、１０パケット分の３２０ｍｓとなる。また、適応対象期間Ｔａは、中帯域の場合と同じ１２８ｍｓとなり、適応対象外期間Ｔｉは、例えば５７６ｍｓとされる。
【００３４】
これらのサンプリング周波数を含むパラメータは、飽くまでも一例であり、これに限定されない。つまり、状況に応じて適宜に定められるのが、望ましい。
【００３５】
以上のように、本実施形態によれば、マルチインタフェースユニット１２から全てのＩＰドア端末装置１６，１６，…に対してネットワーク２０越しのエコーキャンセルが実現される。従って、それぞれのＩＰドア端末装置１６，１６，…ごとにエコーキャンセル機能を搭載する必要はない。ゆえに、当該ＩＰドア端末装置１６，１６，…を含む駅通信システム１０全体の構成を簡素化することができ、併せて、その価格を低減することができる。このことは、ＩＰドア端末装置１６…の数が多いほど、顕著になる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、マルチインタフェースユニット１２側の送信用バッファ３０，調整用バッファ３４および受信用バッファ３６の各記憶容量を、それぞれ２パケット分，５パケット分および３パケット分としたが、これに限らない。これらのパケット数は、エコーキャンセル機能が適切に働くことを含め良好な通話が実現される範囲内（例えば過度な遅延等が生じない範囲内）で適宜に設定すればよい。このことは、ＩＰドア端末装置１６側の各バッファ５０，５２および５４についても、同様である。また、送信信号ｘが経由する言わば送信側（往路側）のバッファ３０，５０および５２の合計パケット数と、受信信号ｙが経由する受信側（復路側）のバッファ５４，３４および３６の合計パケット数とを、互いに同じとしたが、相違してもよい。ただし、送受信間の通信バランスを考慮すれば、両者は同じであるのが、望ましい。さらに、ＩＰドア端末装置１６側の調整用バッファ５０についても、結果的に、マルチインタフェースユニット１２側の調整用バッファ３４と同様の遅延手段として作用するが、この遅延手段として作用する別の調整用バッファをマルチインタフェースユニット１２の送信側に設けてもよい。いずれにしても、エコーキャンセル機能が適切に働くことを含め良好な通話が実現されるように、各条件を適宜に設定することが、肝要である。
【００３７】
また、本実施形態においては、駅通信システム１０を構成するマルチインタフェースユニット１２に本発明を適用する場合を例に挙げて説明したが、これに限らない。即ち、駅通信システム１０以外の用途にも当該マルチインタフェースユニット１２を適用することができるし、当該マルチインタフェースユニット１２以外の装置にも本発明を適用することができる。つまり、互いに同じ空間に設けられた音情報出力手段および音情報検出手段がデジタルネットワークを介して接続される装置であれば、本発明を適用することができる。そして、デジタルネットワークは、有線に限らず、無線であってもよい。
【００３８】
さらに、本実施形態で例示したエコーキャンセルは一種のシステム同定であるので、当該エコーキャンセルに限らず、例えば単にＩＰドア端末装置１６側の空間の伝達関数を同定するのに、本発明を適用してもよい。これを応用すれば、遠隔地にあるコンサートホール等の任意の空間の伝達関数をデジタルネットワーク越しに同定することができ、ひいては当該任意の空間のイコライジング操作等をデジタルネットワーク越しに行うことができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 駅通信システム
１２ マルチインタフェースユニット
１６ ＩＰドア端末装置
２０ デジタルネットワーク
２４ スピーカ
２６ マイクロホン
３２ 適応フィルタ
３４ 調整用バッファ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク装置に関し、特に、第１音信号に応じた第１音情報を出力する音情報出力手段と、この音情報出力手段と同じ空間に設けられており当該第１音情報を含む同空間に存在する第２音情報を検出してこの検出された第２音情報に応じた第２音信号を生成する音情報検出手段と、がデジタルネットワークを介して接続されるネットワーク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のネットワーク装置として、従来、例えば非特許文献１に開示されたマルチインタフェースユニット（Ｎ−８０００ＭＩ）がある。このマルチインタフェースユニットは、例えば図６に示すような駅通信システム１００に用いられる。即ち、同駅通信システム１００において、マルチインタフェースユニット１０２は、主要駅等の大規模駅に設置される。そして、このマルチインタフェースユニット１０２は、同大規模駅構内で使用される係員専用のＰＨＳ（Personal
Handy-phone System）端末装置等の携帯端末装置１０４と、別の駅、特に無人駅等の小規模駅、に設置された一種のインターカム子機としてのＩＰ（Internet
Protocol）ドア端末装置（Ｎ−８５４０ＤＳ）１０６と、の間の双方向通信を司る。このため、マルチインタフェースユニット１０２は、同じ大規模駅構内に設置されたＰＢＸ（Private Branch eXchange；構内交換機）１０８に接続されており、併せて、専用のデジタルネットワーク１１０を介してＩＰドア端末装置１０６に接続されている。なお、一般に、大規模駅には複数の係員が存在するので、その人数に応じた複数の携帯端末装置１０４，１０４，…が用意される。また、複数の小規模駅が存在する場合には、その数に応じた複数のＩＰドア端末装置１０６，１０６，…が用意される。
【０００３】
ここで、或る小規模駅に設置されたＩＰドア端末装置１０６の呼び出しボタン１１２が押下されると、これに応じた呼び出し信号が当該ＩＰドア端末装置１０６からデジタルネットワーク１１０を介して大規模駅に送信される。大規模駅に送信された呼び出し信号は、マルチインタフェースユニット１０２を介してＰＢＸ１０８に送信され、さらに当該ＰＢＸ１０８を介してそれぞれの（または特定の）携帯端末装置１０４に送信される。この呼び出し信号を受信したそれぞれの携帯端末装置１０４は、所定の呼び出し音を出力し、これに応答していずれかの携帯端末装置１０４によって所定の操作が成されると、その携帯端末装置１０４から呼び出し元のＩＰドア端末装置１０６に対して応答信号が当該呼び出し信号とは逆のルートで送信される。呼び出し元のＩＰドア端末装置１０６がこの応答信号を受信すると、当該ＩＰドア端末装置１０６と応答元の携帯端末装置１０４との間での双方向通信が可能となり、つまり通話が可能となる。なお、ＩＰドア端末装置１０６は、いわゆるハンズフリー通話が可能とされている。
【０００４】
ところで、上述の如くハンズフリー通話が可能なＩＰドア端末装置１０６においては、スピーカ１１４の出力音がマイクロホン１１２に入力されることで、当該マイクロホン１１２の出力信号、つまり相手方の携帯端末装置１０６に送られる音声信号、にエコー成分が現れる。従って、良好な通話を実現するには、このエコー成分を除去する必要がある。それゆえに、それぞれのＩＰドア端末装置１０６には、当該エコー成分を除去するためのエコーキャンセル機能（エコーキャンセラ）が搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ティーオーエー株式会社製「パケットインターカムシステム／Ｎ−８０００シリーズ」カタログ，カタログＮｏ.Ｂ−０８３ ＴＨ０３，２００６年２月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の如くＩＰドア端末装置１０６にエコーキャンセル機能が設けられると、当然に当該ＩＰドア端末装置１０６自体の構成が複雑化する。これにより、ＩＰドア端末装置１０６が高価格化し、ひいては当該ＩＰドア端末装置１０６を含む駅通信システム１００全体が高価格化する。このことは、ＩＰドア端末装置１０６の数、つまり小規模駅の数、が多いほど、顕著になる。
【０００７】
この問題を解決するには、例えばマルチインタフェースユニット１０２にエコーキャンセル機能を搭載し、このマルチインタフェースユニット１０２のエコーキャンセル機能によって全てのＩＰドア端末装置１０６，１０６，…に係るエコー成分を一元的に除去するようにすればよいが、この場合、マルチインタフェースユニット１０２にとってはデジタルネットワーク１１０越しに当該エコー成分を除去することになるので、別の問題が発生する。即ち、マルチインタフェースユニット１０２とそれぞれのＩＰドア端末装置１０６との間では、伝送対象となる信号がパケット化（符号化）された状態で伝送されるので、このパケット化のために必要な処理時間や当該パケット化された信号を元の状態に戻すため（復号化）に必要な処理時間を含む種々の遅延時間が生じる。また、この遅延時間は、両者１０２および１０６間の伝送路容量（伝送速度）、特にデジタルネットワーク１１０とそれぞれのＩＰドア端末装置１０６とを結ぶ支線の伝送路容量、によっても変わる。例えば、本線としてのデジタルネットワーク１１０は、これとマルチインタフェースユニット１０２とを結ぶ線路を含め、常套的に、光回線等の広帯域（ブロードバンド）の伝送路とされるが、当該デジタルネットワーク１１０といくつかのＩＰドア端末装置１０６とを結ぶ支線については、一般のアナログ電話回線等の狭帯域（ナローバンド）の伝送路やＩＳＤＮ（Integrated
Services Digital Network）回線等の中帯域の伝送路である場合がある。このような狭帯域または中帯域の支線に繋がるＩＰドア端末装置１０６については、マルチインタフェースユニット１０２との間で、伝送路容量の小さい支線側の当該伝送路容量に合わせてパケット通信が行われるため、ここで言う遅延時間が長くなる。その一方で、エコーキャンセルは一種のシステム同定であるので、このような遅延時間を含むシステムにおいては、当該遅延時間も同定の対象となる。従って、上述のＩＰドア端末装置１０６に搭載されたもの等のこれまでのエコーキャンセル機能をそのままマルチインタフェースユニット１０２に適用するだけでは、ここで言う遅延時間を含むシステムを適切に同定することができない。厳密に言えば、当該遅延時間を含むシステムを適切に同定するには、それ相応に高い性能を有する（例えばタップ長が極めて大きく、かつ、処理速度が極めて高い）適応フィルタ（ＤＳＰ；Digital Signal Processor）が必要になるが、そのような適応フィルタは実用的には存在しない。
【０００８】
そこで、本発明は、デジタルネットワーク越しにエコーキャンセルを含むシステム同定をすることができるネットワーク装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明のネットワーク装置は、第１音信号に応じた第１音情報を出力する音情報出力手段と、この音情報出力手段と同じ空間に設けられており当該第１音情報を含む同空間に存在する第２音情報を検出してこの検出された第２音情報に応じた第２音信号を生成する音情報検出手段と、がデジタルネットワークを介して接続されることを、前提とする。そして、この前提の下、デジタルネットワークを介して第１音信号を音情報出力手段に送信する送信手段と、当該デジタルネットワークを介して第２音信号を音情報検出手段から受信する受信手段と、第２音信号を模擬した模擬信号を第１音信号に基づいて生成する適応フィルタ手段と、を具備する。これに加えて、第１音信号および第２音信号の一方または両方を遅延させる遅延手段を、さらに備える。併せて、適応フィルタ手段は、第１音信号のうち遅延手段による遅延時間相当分を含む所定時間経過後の特定部分に基づいて適応動作する、というものである。
【００１０】
この構成によれば、本発明のネットワーク装置は、デジタルネットワークを介して、互いに同じ空間に存在する音情報出力手段と音情報検出手段とに接続される。そして、当該ネットワーク装置を構成する送信手段から、デジタルネットワークを介して、音情報出力手段に第１音信号が送信される。これにより、第１音信号に応じた第１音情報が、音情報出力手段から出力される。そして、この第１音情報を含む第２音情報が、音情報検出手段によって検出される。音情報検出手段は、検出された第２音情報に応じた第２音信号を出力し、この第２音信号は、デジタルネットワークを介して、受信手段によって受信される。そして、この第２音信号を模擬した模擬信号を、適応フィルタ手段が、第１音信号に基づいて生成する。要するに、適応フィルタ手段は、音情報出力手段と音情報検出手段とが存在する空間側の伝達関数（音響特性）をデジタルネットワーク越しに同定することになる。ただし、デジタルネットワークを介しての第１音信号および第２音信号の伝送においては、上述の如く遅延時間が生じるので、適応フィルタ手段は、この遅延時間をも考慮して、当該同定を行う。即ち、本発明では、当該遅延時間に加えて、第１音信号および第２音信号の一方または両方が、遅延手段によってさらに（言わば故意に）遅延される。そして、適応フィルタ手段は、第１音信号のうち、この遅延手段による遅延時間相当分を含む所定時間経過後の特定部分に基づいて、適応動作を行う。つまり、第１信号のうち、所定時間分の部分については、適応動作の対象外とし、この所定時間経過後の特定部分のみに、当該適応動作の対象を限定する。これにより、デジタルネットワーク越しの実用的なシステム同定が可能となる。
【００１１】
なお、本発明において、遅延手段は、デジタルネットワークを介しての第１音信号および第２音信号の伝送のバランスを考慮して、これら第１音信号および第２音信号の両方を同じ時間だけ遅延させるのが、望ましい。
【００１２】
また、デジタルネットワークを介して伝送される第１音信号および第２音信号は、一般に、当該デジタルネットワークを含む伝送路のゆらぎの影響を受ける。そして、このゆらぎの影響によって、第１音信号のうち適応フィルタ手段による適応動作の対象となるべき特定部分の位置が変わり、つまり上述した所定時間の最適値が変わる。従って、この所定時間を常に最適値とするべく、当該所定時間は任意に変更可能とされてもよい。
【００１３】
さらに、デジタルネットワークを含む伝送路の容量によって、この伝送路を介して伝送される第１音信号および第２音信号の遅延時間が変わり、これに伴い、上述の所定時間の最適値も変わる。従って、当該伝送路容量に応じて所定時間を含む各種パラメータを設定するパラメータ設定手段を、さらに備えてもよい。
【００１４】
そして、特に、エコーキャンセルを実現するには、第２音信号から模擬信号を減算する減算手段を、さらに備えればよい。
【発明の効果】
【００１５】
上述したように、本発明によれば、デジタルネットワーク越しの実用的なシステム同定が可能となる。従って、本発明を適用することで、当該システム同定の一種であるエコーキャンセルをもデジタルネットワーク越しで実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が適用された駅通信システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】同実施形態におけるエコーキャンセルに関係する部分の構成を概念的に示す図解図である。
【図３】同実施形態における送信信号および受信信号の態様を示す図解図である。
【図４】同実施形態におけるエコーキャンセルの要領を説明するための図解図である。
【図５】同実施形態における各通信条件を纏めた一覧である。
【図６】従来の駅通信システムの全体構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明が適用された駅通信システム１０の全体構成を示す図解図である。この図１から分かるように、本実施形態に係る駅通信システム１０は、図６に示したのと同様のネットワーク装置としてのマルチインタフェースユニット１２と、複数の携帯端末装置１４，１４，…と、複数のＩＰドア端末装置１６，１６，…と、ＰＢＸ１８と、デジタルネットワーク２０と、を備えている。そして、それぞれのＩＰドア端末装置１６は、呼び出しボタン２２と、音情報出力手段としてのスピーカ２４と、音情報検出手段としてのマイクロホン２６と、を備えている。ただし、本実施形態においては、個々のＩＰドア端末装置１６がエコーキャンセル機能を搭載しているのではなく、マルチインタフェースユニット１２がエコーキャンセル機能を搭載している。そして、このマルチインタフェースユニット１２のエコーキャンセル機能によって全てのＩＰドア端末装置１６，１６，…について一元的にエコーキャンセルが施される。言い換えれば、マルチインタフェースユニット１２から各ＩＰドア端末装置１６，１６，…に対してネットワーク２０越しのエコーキャンセルが実現される。
【００１９】
このネットワーク２０越しのエコーキャンセルを実現するために、本実施形態におけるマルチインタフェースユニット１２は、図２に示すように、送信用バッファ３０を備えている。なお、図２は、或るＩＰドア端末装置１６と或る携帯端末装置１４との間で通話が行われているときの当該或るＩＰドア端末装置１６とマルチインタフェースユニット１２とのエコーキャンセルに関係する部分を概念的に示す図解図である。また、詳しい図示は省略するが、送信用バッファ３０は、送信手段としての送信回路を構成する。
【００２０】
この送信用バッファ３０を含む送信回路は、相手方のＩＰドア端末装置１６に送信する第１音信号としての音声信号ｘを例えばＵＤＰ（User Datagram Protocol）パケットに符号化し、いわゆるパケット化する。パケット化された音声信号ｘは、一旦、送信用バッファ３０に記憶された後、デジタルネットワーク２０を介して、相手方のＩＰドア端末装置１６に送信される。なお、送信用バッファ３０は、例えば２パケット分の記憶容量を有しており、この送信用バッファ３０に記憶された当該２パケット分の音声信号ｘは、記憶された順番に従って１パケット分ずつ順次読み出され、送信される。また、マルチインタフェースユニット１２は、例えばＦＩＲ（Finite Impulse Response）型の適応フィルタ３２を有しており、この適応フィルタ３２にも、送信用バッファ３０を含む送信回路に入力されるのと同じ（つまりパケット化される前の）音声信号ｘが入力される。
【００２１】
相手方のＩＰドア端末装置１６は、調整用バッファ５０を有しており、この調整用バッファ５０に、マルチインタフェースユニット１２からデジタルネットワーク２０を介して送信されてくる音声信号ｘが１パケット分ずつ順次入力され、記憶される。この調整用バッファ５０は、デジタルネットワーク２０を含む伝送路のゆらぎの影響を吸収するためのものであり、例えば５パケット分の記憶容量を有している。そして、この調整用バッファ５０に記憶された５パケット分の音声信号ｘは、記憶された順番に従って１パケット分ずつ順次読み出され、さらに受信用バッファ５２に入力され、詳しくは当該受信用バッファ５２を含む受信回路に入力される。この受信用バッファ５２を含む受信回路は、これに入力された音声信号ｘを当該受信用バッファ５２に記憶しながら元の状態に復号化する。なお、受信用バッファ５２は、例えば３パケット分の記憶容量を有しており、この受信用バッファ５２に記憶された当該３パケット分の音声信号ｘは、記憶された順番に従って１パケット分ずつ順次読み出され、復号化される。そして、復号化された音声信号ｘは、スピーカ２４に入力される。これにより、スピーカ２４から当該音声信号ｘに応じた第１音情報としての音が出力される。
【００２２】
このとき、図２に破線の矢印６０で示すように、スピーカ２４の出力音の一部がマイクロホン２６に入力されることで、当該マイクロホン２６から出力される音声信号ｙにエコー成分が現れる。そして、このエコー成分を含む音声信号ｙは、ＩＰドア端末装置１６内に設けられている送信用バッファ５４に入力され、詳しくは当該送信用バッファ５４を含む送信回路に入力される。この送信用バッファ５４を含む送信回路は、マルチインタフェースユニット１２に設けられているものと同様のものであり、入力された音声信号ｙをＵＤＰパケットに符号化し、つまりパケット化する。なお、送信用パケット５４は、２パケット分の記憶容量を有している。そして、この送信用バッファ５４を含む送信回路によってパケット化された音声信号ｙは、１パケット分ずつ順次、デジタルネットワーク２０を介して、マルチインタフェースユニット１２に送信される。
【００２３】
マルチインタフェースユニット１２は、遅延手段としての調整用バッファ３４を有しており、この調整用バッファ３４に、ＩＰドア端末装置１６からデジタルネットワーク２０を介して送信されてくる音声信号ｙが１パケットずつ順次入力され、記憶される。この調整用バッファ３４もまた、ＩＰドア端末装置１６に設けられているものと同様、５パケット分の記憶容量を有しており、デジタルネットワーク２０を含む伝送路のゆらぎの影響を吸収する作用を奏する。そして、この調整用バッファ３４に記憶された５パケット分の音声信号ｙは、記憶された順番に従って１パケット分ずつ順次読み出され、さらに受信用バッファ３６に入力され、詳しくは当該受信用バッファ３６を含む受信手段としての受信回路に入力される。
【００２４】
受信用バッファ３６を含む受信回路は、ＩＰドア端末装置１６に設けられているものと同様、これに入力された音声信号ｙを受信用バッファ３６に記憶しながら元の状態に復号化する。なお、受信用バッファ３６は、３パケット分の記憶容量を有しており、この受信用バッファ３６に記憶された音声信号ｙは、１パケットずつ順次読み出され、復号化される。そして、復号化された音声信号ｙは、減算手段としての加算器３８に入力される。
【００２５】
加算器３８には、適応フィルタ３２による処理後信号ｕも入力されており、当該加算器３８は、この処理後信号ｕを音声信号ｙから減算する。そして、この加算器３８による減算後の信号、つまり処理後信号ｕと音声信号ｙとの差を表す誤差信号ｅは、図示しない種々の回路を介して、ＰＢＸ１８に送られ、ひいてはＩＰドア端末装置１６の相手方の携帯端末装置１４に送られる。
【００２６】
併せて、誤差信号ｅは、適応フィルタ３２にフィードバックされる。適応フィルタ３２は、この誤差信号ｅが最小になるように、言い換えれば当該適応フィルタ３２による処理後信号ｕが音声信号ｙと等価（ｕ＝ｙ）になるように、自身のフィルタ係数Ｗを適宜更新し、いわゆる適応動作する。
【００２７】
ただし、適応フィルタ３２に入力される音声信号ｘ、言わば元の送信信号ｘと、当該適応フィルタ３２による処理後信号ｕの減算対象となる音声信号ｙ、要するにエラー成分を含む受信信号ｙと、の間には、図３に示すような位相差Ｔｄがある。この位相差Ｔｄは、主に上述した各バッファ３０，５０，５２，５４，３４および３６による遅延時間に起因し、つまり合計２０パケット分の時間に相当する。従って、マルチインタフェースユニット１２からＩＰドア端末装置１６に対してデジタルネットワーク２０越しのエコーキャンセルを実現するには、この遅延時間（位相差）Ｔｄを考慮する必要がある。
【００２８】
そこで、本実施形態における適応フィルタ３２は、図４に示すように、自身に入力される送信信号ｘのうち、現時点ｔｐから遅延時間Ｔｄを考慮した所定の期間Ｔｉに対応する部分については、適応処理の対象外とし、この所定期間Ｔｉを経過した（言い換えれば現時点ｔｐから所定期間Ｔｉ分だけ過去に遡った）時点ｔｓから自身のタップ長に応じた期間Ｔａに対応する部分のみを対象として、適応処理を行う。つまり、適応処理の対象となる部分を絞る。これにより、適応フィルタ３２は、適応対象外期間Ｔｉと適応対象期間Ｔａとを足し合わせた期間（＝Ｔｉ＋Ｔａ）分のタップ長を言わば擬似的に有することになり、当該擬似的には現時点ｔｐから遅延時間Ｔｄ経過後の長期間（＝Ｔｉ＋Ｔａ＞Ｔｄ）にわたって送信信号ｘを適応処理するのと等価な結果を得ることができる。ゆえに、マルチインタフェースユニット１２からＩＰドア端末装置１６に対してデジタルネットワーク２０越しであっても実用的なエコーキャンセルが可能となる。
【００２９】
なお、このようなデジタルネットワーク２０を有する駅通信システム１０においては、上述したゆらぎによって、図４に破線で示すように、受信信号ｙの送信信号ｘに対する相対的な位相が変化する。従って、適応対象期間Ｔａ（適応フィルタ３４のタップ長）については、このゆらぎによる位相の変化分を加味して多少の余裕を持つことが必要とされる。また、ゆらぎによって、現時点ｔｐから遅延時間Ｔｄに相当する期間が経過する前に（図４において左側寄りに）、エコー成分を含む受信信号ｙが現れる場合もあるので、適応対象外期間Ｔｉについては、当該遅延時間Ｔｄよりも小さめ（Ｔｉ＜Ｔｄ）に設定するのが、望ましい。具体的には、次の通りである。
【００３０】
即ち、本実施形態における本線としてのデジタルネットワーク２０は、光回線等の広帯域の伝送路であり、例えば１２８ｋｂｐｓ（キロビット毎秒）超の容量を持つ。そして、このデジタルネットワーク２０とマルチインタフェースユニット１２とを結ぶ線路もまた、同様の広帯域伝送路である。これに対して、デジタルネットワーク２０とそれぞれのＩＰドア端末装置１６とを結ぶ支線については、当該それぞれのＩＰドア端末装置１６の設置環境によって、広帯域の伝送路であるものもあれば、容量が６４ｋｂｐｓ未満の狭帯域の伝送路であるものもあり、さらには、６４ｋｂｐｓ以上かつ１２８ｋｂｐｓ以下の中帯域の伝送路であるものもある。マルチインタフェースユニット１２は、相手方のＩＰドア端末装置１６（支線）の伝送路容量に合わせてパケット通信を行う。例えば、当該相手方のＩＰドア端末装置１６の伝送路容量が広帯域である場合には、広帯域でパケット通信を行い、相手方のＩＰドア端末装置１６の伝送路容量が中帯域である場合には、中帯域でパケット通信を行う。そして、相手方のＩＰドア端末装置１６の伝送路容量が狭帯域である場合には、狭帯域でパケット通信を行う。それぞれのＩＰドア端末装置１６の伝送路容量がいずれであるのかは、マルチインタフェースユニット１２側で予め設定（認識）されているので、このような伝送路容量の自動的な切り換えが可能となる。
【００３１】
ここで、例えば、広帯域でパケット通信が行われる場合には、図５に示すように、送信信号ｘおよび受信信号ｙのサンプリング周波数が、１６ｋＨｚに設定される。そして、１パケット当たりのデータ量が、８ｍｓ相当分とされ、ゆえに、遅延時間Ｔｄは、２０パケット分の１６０ｍｓとなる。このうち、ＩＰドア端末装置１６側の調整用バッファ５０とマルチインタフェースユニット１２側の調整用バッファ３４とによる言わば調整遅延分は、１０パケット分の８０ｍｓである。そして、適用対象期間Ｔａは、適応フィルタ３４のタップ長によって決まり、例えば３２ｍｓとされている。一方、適応対象外期間Ｔｉは、適用対象期間Ｔａと遅延時間Ｔｄと上述したゆらぎとを加味して定められ、経験や実験結果から、例えば１３４．３７５ｍｓに設定される。なお、この適用対象外期間Ｔｉは、ゆらぎの程度を含む種々の状況に応じて任意に変更可能とされている。
【００３２】
また、中帯域でパケット通信が行われる場合には、サンプリング周波数が、例えば広帯域の場合の半分の８ｋＨｚに設定される。その一方で、１パケット当たりのデータ量は、広帯域の場合と同じ８ｍｓ相当分とされ、ゆえに、遅延時間Ｔｄもまた、広帯域の場合と同じ１６０ｍｓとなる。そして、このうちの調整遅延分は、８０ｍｓである。さらに、適応対象期間Ｔａは、上述の如く適応フィルタ３４のタップ長によって決まるので、サンプリング周波数が８ｋＨｚであることから、１２８ｍｓとなる。これに応じて、適応対象外期間Ｔｉは、例えば１１２．５ｍｓとされる。
【００３３】
そして、狭帯域でパケット通信が行われる場合、サンプリング周波数は、例えば中帯域の場合と同じ８ｋＨｚに設定される。その一方で、１パケット当たりのデータ量は、中帯域の場合の４倍の３２ｍｓ相当分とされる。ゆえに、遅延時間Ｔｄは、２０パケット分の６４０ｍｓとなり、このうちの調整遅延分は、１０パケット分の３２０ｍｓとなる。また、適応対象期間Ｔａは、中帯域の場合と同じ１２８ｍｓとなり、適応対象外期間Ｔｉは、例えば５７６ｍｓとされる。
【００３４】
これらのサンプリング周波数を含むパラメータは、飽くまでも一例であり、これに限定されない。つまり、状況に応じて適宜に定められるのが、望ましい。
【００３５】
以上のように、本実施形態によれば、マルチインタフェースユニット１２から全てのＩＰドア端末装置１６，１６，…に対してネットワーク２０越しのエコーキャンセルが実現される。従って、それぞれのＩＰドア端末装置１６，１６，…ごとにエコーキャンセル機能を搭載する必要はない。ゆえに、当該ＩＰドア端末装置１６，１６，…を含む駅通信システム１０全体の構成を簡素化することができ、併せて、その価格を低減することができる。このことは、ＩＰドア端末装置１６…の数が多いほど、顕著になる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、マルチインタフェースユニット１２側の送信用バッファ３０，調整用バッファ３４および受信用バッファ３６の各記憶容量を、それぞれ２パケット分，５パケット分および３パケット分としたが、これに限らない。これらのパケット数は、エコーキャンセル機能が適切に働くことを含め良好な通話が実現される範囲内（例えば過度な遅延等が生じない範囲内）で適宜に設定すればよい。このことは、ＩＰドア端末装置１６側の各バッファ５０，５２および５４についても、同様である。また、送信信号ｘが経由する言わば送信側（往路側）のバッファ３０，５０および５２の合計パケット数と、受信信号ｙが経由する受信側（復路側）のバッファ５４，３４および３６の合計パケット数とを、互いに同じとしたが、相違してもよい。ただし、送受信間の通信バランスを考慮すれば、両者は同じであるのが、望ましい。さらに、ＩＰドア端末装置１６側の調整用バッファ５０についても、結果的に、マルチインタフェースユニット１２側の調整用バッファ３４と同様の遅延手段として作用するが、この遅延手段として作用する別の調整用バッファをマルチインタフェースユニット１２の送信側に設けてもよい。いずれにしても、エコーキャンセル機能が適切に働くことを含め良好な通話が実現されるように、各条件を適宜に設定することが、肝要である。
【００３７】
また、本実施形態においては、駅通信システム１０を構成するマルチインタフェースユニット１２に本発明を適用する場合を例に挙げて説明したが、これに限らない。即ち、駅通信システム１０以外の用途にも当該マルチインタフェースユニット１２を適用することができるし、当該マルチインタフェースユニット１２以外の装置にも本発明を適用することができる。つまり、互いに同じ空間に設けられた音情報出力手段および音情報検出手段がデジタルネットワークを介して接続される装置であれば、本発明を適用することができる。そして、デジタルネットワークは、有線に限らず、無線であってもよい。
【００３８】
さらに、本実施形態で例示したエコーキャンセルは一種のシステム同定であるので、当該エコーキャンセルに限らず、例えば単にＩＰドア端末装置１６側の空間の伝達関数を同定するのに、本発明を適用してもよい。これを応用すれば、遠隔地にあるコンサートホール等の任意の空間の伝達関数をデジタルネットワーク越しに同定することができ、ひいては当該任意の空間のイコライジング操作等をデジタルネットワーク越しに行うことができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 駅通信システム
１２ マルチインタフェースユニット
１６ ＩＰドア端末装置
２０ デジタルネットワーク
２４ スピーカ
２６ マイクロホン
３２ 適応フィルタ
３４ 調整用バッファ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１音信号に応じた第１音情報を出力する音情報出力手段と、該音情報出力手段と同じ空間に設けられており該第１音情報を含む該空間に存在する第２音情報を検出して該第２音情報に応じた第２音信号を生成する音情報検出手段と、がデジタルネットワークを介して接続されるネットワーク装置であって、
上記デジタルネットワークを介して上記第１音信号を上記音情報出力手段に送信する送信手段と、
上記デジタルネットワークを介して上記第２音信号を上記音情報検出手段から受信する受信手段と、
上記第２音信号を模擬した模擬信号を上記第１音信号に基づいて生成する適応フィルタ手段と、
を具備し、
上記第１音信号および上記第２音信号の一方または両方を遅延させる遅延手段をさらに備え、
上記適応フィルタ手段は上記第１音信号のうち上記遅延手段による遅延時間相当分を含む所定時間経過後の特定部分に基づいて適応動作する、
ネットワーク装置。
【請求項２】
上記遅延手段は上記第１音信号および上記第２音信号の両方を同じ時間にわたって遅延させる、
請求項１に記載のネットワーク装置。
【請求項３】
上記所定時間は任意に変更可能である、
請求項１または２に記載のネットワーク装置。
【請求項４】
上記デジタルネットワークを含む上記第１音信号および上記第２音信号の伝送路の容量に応じて上記所定時間を含むパラメータを設定するパラメータ設定手段をさらに備える、
請求項１ないし３のいずれかに記載のネットワーク装置。
【請求項５】
上記第２音信号から上記模擬信号を減算する減算手段をさらに備える、
請求項１ないし４のいずれかに記載のネットワーク装置。
【請求項１】
第１音信号に応じた第１音情報を出力する音情報出力手段と、該音情報出力手段と同じ空間に設けられており該第１音情報を含む該空間に存在する第２音情報を検出して該第２音情報に応じた第２音信号を生成する音情報検出手段と、がデジタルネットワークを介して接続されるネットワーク装置であって、
上記デジタルネットワークを介して上記第１音信号を上記音情報出力手段に送信する送信手段と、
上記デジタルネットワークを介して上記第２音信号を上記音情報検出手段から受信する受信手段と、
上記第２音信号を模擬した模擬信号を上記第１音信号に基づいて生成する適応フィルタ手段と、
を具備し、
上記第１音信号および上記第２音信号の一方または両方を遅延させる遅延手段をさらに備え、
上記適応フィルタ手段は上記第１音信号のうち上記遅延手段による遅延時間相当分を含む所定時間経過後の特定部分に基づいて適応動作する、
ネットワーク装置。
【請求項２】
上記遅延手段は上記第１音信号および上記第２音信号の両方を同じ時間にわたって遅延させる、
請求項１に記載のネットワーク装置。
【請求項３】
上記所定時間は任意に変更可能である、
請求項１または２に記載のネットワーク装置。
【請求項４】
上記デジタルネットワークを含む上記第１音信号および上記第２音信号の伝送路の容量に応じて上記所定時間を含むパラメータを設定するパラメータ設定手段をさらに備える、
請求項１ないし３のいずれかに記載のネットワーク装置。
【請求項５】
上記第２音信号から上記模擬信号を減算する減算手段をさらに備える、
請求項１ないし４のいずれかに記載のネットワーク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１３０１４５（Ｐ２０１１−１３０１４５Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８６０９６（Ｐ２００９−２８６０９６）
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００２２３１８２）ティーオーエー株式会社 (190)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００２２３１８２）ティーオーエー株式会社 (190)
【Ｆターム（参考）】
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